CN105344620B - 基于物料形状的色选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A1)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B1)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C1)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D1)将步骤C1处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。通过对原始图像的二值化、膨胀处理，将较细的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较粗的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较粗的物料吹出，余下的都是合格的、较细的物料。

Description

基于物料形状的色选方法
技术领域
本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于物料形状的色选方法。
背景技术
色选机是一种主要根据颜色来分选物料的自动分选设备。最初色选机主要是应用于大米色选，而现在则已广泛应用于茶叶、中药材、香料、杂粮、脱水蔬菜、废塑料、矿石等多种物料的色选。
其中某些物料在分选时，仅凭颜色并不能完全区分好料和杂质。例如在分选铁观音茶叶时，需要把已卷成球状的茶叶球和仍是条状的茶叶片分开；在分选一般茶叶时，需要把茶叶片和细的茶叶梗分开；在分选花椒、胡椒等香料时，也需要把花椒颗粒和细的花椒梗分开。在这几种情况中，好料和杂质都有着明显的形状特征上的不同，在上述情况中，要分选的物料和杂质颜色都是基本相同的，所以仅凭颜色无法将它们区分。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种基于物料形状的色选方法，能够方便的色选得到尺寸较细的物料。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D)将步骤C处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过对原始图像的二值化、膨胀处理，将较细的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较粗的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较粗的物料吹出，余下的都是合格的、较细的物料。
本发明的另一个目的在于提供一种基于物料形状的色选方法，能够方便的色选得到尺寸较粗的物料。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D)对步骤C处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C中的结构元素尺寸；(E)对步骤D处理后的图像进行反相处理；(F)对步骤B、E处理后的图像进行交集处理；(G)对步骤F处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：通过对原始图像的二值化、膨胀、反相、交集处理，将较粗的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较细的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较细的物料吹出，余下的都是合格的、较粗的物料。
附图说明
图1是本发明实施例一的流程示意图；
图2是本发明实施例二的流程示意图；
图3是本发明实施例二的处理过程示意图，其中图3a为彩色图像。
具体实施方式
下面结合图1至图3，对本发明做进一步详细叙述。根据所需要物料的不同，这里提供了两个实施例。
参阅图1，实施例一，在某些场合下对物料的色选时，细长的物料满足形状要求或是要选择的物料，粗大的物料不满足形状要求或者是需要剔除的物料。这里采用的方案是：一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色具有便于识别的色差；(B)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D)将步骤C处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。步骤C中的背景膨胀处理也可以称为物料腐蚀处理。
通过背景膨胀处理或物料腐蚀处理，将细长物料与背景融合到一起，对于粗大物料依然有部分未被膨胀或腐蚀，此时余下的有物料标记的部分即为粗大物料，只要标记该物料位置、并通过后续的吹起系统选出，余下的就都是满足需求的细长物料。
参阅图2，实施例二，某些场合下对物料进行色选时，粗大的物料满足形状要求或是要选择的物料，细长的物料不满足形状要求或者是需要剔除的物料，比如铁观音茶叶、花椒和花椒梗等。这种情况下采用的方案是：一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D)对步骤C处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C中的结构元素尺寸；(E)对步骤D处理后的图像进行反相处理；(F)对步骤B、E处理后的图像进行交集处理；(G)对步骤F处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。这里通过一系列的处理，将细长物料标记并选出，余下的就都是合格的粗大物料。同样地，这里所述及的背景腐蚀处理也就是物料膨胀处理。
实施例一中的二值化处理、膨胀处理原理与实施例二中的相同，下面通过实施例二对这些处理方法进行详细的描述。
参阅图3，图3a即为彩色的原始图像，所述步骤B进行二值化处理后，背景区域标记为0，物料区域标记为1，如图3b所示；步骤C中，对标记为0的区域进行膨胀处理，处理后的图像如图3c所示；步骤D中，对标记为0的区域进行腐蚀处理，处理后的图像如图3d所示；步骤E中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0，图3d经反相处理后即变成图3e；步骤F中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑与运算，算后的图像如图3f所示；步骤G中，标记为1的区域即含有物料的区域。
在处理的时候，不一定非要将将背景区域标记为0，也可以标记为1，只不过在后续的处理中相应的进行改动。具体地，所述步骤B进行二值化处理后，背景区域标记为1，物料区域标记为0；步骤C中，对标记为1的区域进行膨胀处理；步骤D中，对标记为1的区域进行腐蚀处理；步骤E中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0；步骤F中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑或运算，这里需要注意的是运用的是逻辑或运算而不是逻辑与，因为这里最终选择的是两幅图像中都是0的区域；步骤G中，标记为0的区域即含有物料的区域。
二值化的处理过程中，HIS模式的图像比RGB模式的图像处理起来更方便，所述的步骤B中，先将原始图像由RGB模式转换为HSI模式，HSI值同时满足HMIN≤H≤HMAX、SMIN≤S≤SMAX、IMIN≤I≤IMAX的区域即为背景区域，其中[HMIN，HMAX]，[SMIN，SMAX]，[IMIN，IMAX]为HIS模式原始图像中背景区域颜色的HSI值取值范围。

Claims (4)

1.一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：
(A)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；
(B)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；
(C)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；
(D)直接将步骤C处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料，完成挑选；或对步骤C处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C中的结构元素尺寸，进入下一步骤E；
(E)对步骤D处理后的图像进行反相处理；
(F)对步骤B、E处理后的图像进行交集处理；
(G)对步骤F处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料，完成挑选。
2.如权利要求1所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于：所述步骤B进行二值化处理后，背景区域标记为0，物料区域标记为1；步骤C中，对标记为0的区域进行膨胀处理；步骤D中，对标记为0的区域进行腐蚀处理；步骤E中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0；步骤F中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑与运算；步骤G中，标记为1的区域即含有物料的区域。
3.如权利要求2所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于：所述步骤B进行二值化处理后，背景区域标记为1，物料区域标记为0；步骤C中，对标记为1的区域进行膨胀处理；步骤D中，对标记为1的区域进行腐蚀处理；步骤E中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0；步骤F中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑与运算；步骤G中，标记为0的区域即含有物料的区域。
4.如权利要求1所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于：所述的步骤B中，先将原始图像由RGB模式转换为HSI模式，HSI值同时满足HMIN≤H≤HMAX、SMIN≤S≤SMAX、IMIN≤I≤IMAX的区域即为背景区域，其中[HMIN，HMAX]，[SMIN，SMAX]，[IMIN，IMAX]为HIS模式原始图像中背景区域颜色的HSI值取值范围。
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